JPS59172963A - Rectification compensating device of dc electric machine - Google Patents

Rectification compensating device of dc electric machine

Info

Publication number
JPS59172963A
JPS59172963A JP4601383A JP4601383A JPS59172963A JP S59172963 A JPS59172963 A JP S59172963A JP 4601383 A JP4601383 A JP 4601383A JP 4601383 A JP4601383 A JP 4601383A JP S59172963 A JPS59172963 A JP S59172963A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
brush
current
rectification
commutator
voltage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP4601383A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Haruo Oharagi
春雄 小原木
Kazuo Tawara
田原 和雄
Takayuki Matsui
孝行 松井
Noriyoshi Takahashi
高橋 典義
Yuzuru Kubota
久保田 譲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP4601383A priority Critical patent/JPS59172963A/en
Publication of JPS59172963A publication Critical patent/JPS59172963A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02KDYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K23/00DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors
    • H02K23/02DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting
    • H02K23/24DC commutator motors or generators having mechanical commutator; Universal AC/DC commutator motors characterised by arrangement for exciting having commutating-pole windings

Abstract

PURPOSE:To prevent the generation of sparks at the outlet and inlet sides of a brush by regulating the current of an interpose auxiliary winding so that a load shaft of an armature current is moved to the vcinity of the lower limit of a sparkless zone. CONSTITUTION:When a load is small or when a rotor is stopped, it is detected by an operation setter 21 to open an analog switch 22, thereby stopping an input of a signal to a gate signal generator 16. Thus, the generator 16 does not operated, and no current flows to an auxiliary winding 7. When a rotor rotates and a load is applied, the generator 16 and a current controller 17 control the current of the winding 7 along the pattern generated from a pattern signal generator 20 In this manner, the load shaft of the armature current is set to the vicinity of the lower limit of the sparkless zone.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、整流子及びブラシを備えた電動機及び発電機
の如き直流機の整流補償装置に係り、特に補極起磁力を
調整する補極補助巻線を有するものに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a rectification compensation device for a DC machine such as a motor or a generator equipped with a commutator and brushes, and particularly to a commutator compensation device for adjusting a commutator magnetomotive force. Concerning things with windings.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

直流機には回転速度に応じて無火花帯が移動する現象が
あり、この無火花帯移動量が太きいと無火花整流で運転
することが不可能となる。この対策として、従来、第1
図〜第3図に示すような手段が採用されている。
A direct current machine has a phenomenon in which a sparkless zone moves depending on the rotational speed, and if the amount of movement of this sparkless zone is large, it becomes impossible to operate with sparkless rectification. As a countermeasure for this, conventionally,
The means shown in FIGS. 3 to 3 are employed.

即ち、第1図は直流機の要部を示したもので、1は継鉄
、2は界磁鉄心、3は界磁巻線、4は補償巻線、5は補
極鉄心、6は補極巻線、7は補極補助巻線、8は電機子
鉄心、9はスロット、10は電機子巻線である。補極巻
線6は、電流が供給されると補極鉄心5を磁化し、出猟
空隙を介して電榛、・子巻線10に整流補償用の補極磁
束を供給する。補極補助巻線7は、補極巻線6に対して
差動的に巻装されており、補極巻線6による整流補償用
の補極磁束の量を調整する。
That is, Fig. 1 shows the main parts of a DC machine, where 1 is a yoke, 2 is a field core, 3 is a field winding, 4 is a compensation winding, 5 is a commutator core, and 6 is a compensation winding. 7 is a pole winding, 8 is an armature core, 9 is a slot, and 10 is an armature winding. When supplied with current, the commutator winding 6 magnetizes the commutator core 5, and supplies commutator magnetic flux for rectification compensation to the electric subwinding 10 via the exit gap. The commutator auxiliary winding 7 is wound differentially with respect to the commutator winding 6, and adjusts the amount of commutator magnetic flux for rectification compensation by the commutator winding 6.

第2図(イ)、(ロ)は直流機における回転数の変化に
よる無火花帯の移動の様子を示す。同図(イ)は低い回
転速度で運転した場合の無火花帯(斜線部分)を示す。
Figures 2(a) and 2(b) show how the spark-free zone moves as the rotational speed changes in a DC machine. Figure (a) shows the no-spark zone (shaded area) when operating at low rotational speed.

Aは上限、Bは下限である。無火花帯の中心が電機子電
流の負荷軸0−P線上にあるので、直流機は無火花整流
となる。同図(ロ)は高い回転数で運転した場合の無火
花帯(斜線部分)を示す。
A is the upper limit and B is the lower limit. Since the center of the non-spark zone is on the load axis 0-P line of the armature current, the DC machine is non-spark rectified. Figure (b) shows the no-spark zone (shaded area) when operating at a high rotation speed.

この場合は無火花帯の中心が負荷軸0−P線から変位し
ているので、無火花帯の上限Aと負荷軸O−Pとの交点
C以上の電機子電流で運転すると、ブラシから火花が発
生し、無火花整流が得られない。このため一般の直流機
は、回転速度と電機子電流に応じて補極補助巻a7に供
給する電流量を制御することにより補極起磁力を調整し
、これによって負荷軸を同図(ロ)の0− Pla上に
移動させて無火花整流を達成している。
In this case, the center of the no-spark zone is displaced from the load axis 0-P line, so if the armature current is higher than the intersection point C between the upper limit A of the no-spark zone and the load axis O-P, sparks will be generated from the brushes. occurs, and spark-free commutation cannot be obtained. For this reason, a general DC machine adjusts the interpole magnetomotive force by controlling the amount of current supplied to the interpole auxiliary winding a7 according to the rotational speed and armature current, and thereby adjusts the load axis as shown in the figure (b). 0-Pla to achieve sparkless rectification.

第3図は上記のような制御を行う回路のブロック図な示
す。同図において、3は界磁巻線、4は補償巻線、6は
補極巻線、7は補極補助巻線、11は整流子、12はブ
ラシ、13は回転速度検出器、14は電機子電流検出器
、15は掛算器、16はゲート信号発生器、17は電流
制御回路、18は平滑リアクトル、19は直流電源であ
る。つまりこの回路では、回転速度検出器13と電機子
電流検出器14の出力Vn、Viを掛算器15に入力し
、掛算器15の出力Veをゲート信号発生器16に入力
し、ゲート信号発生器16の出力により電流制御回路1
7内のスイッチング素子のスイッチング周波数及び通流
率等を制御することにより、外部直流電源19から補極
補助巻線7に供給する電流ipを調整するようにしてい
る。なお、平滑リアクトル18は補極補助巻線7に流れ
る電流の脈動率を低減するためのものである。
FIG. 3 shows a block diagram of a circuit that performs the above control. In the figure, 3 is a field winding, 4 is a compensation winding, 6 is a commutator winding, 7 is a commutator auxiliary winding, 11 is a commutator, 12 is a brush, 13 is a rotation speed detector, and 14 is a 15 is a multiplier, 16 is a gate signal generator, 17 is a current control circuit, 18 is a smoothing reactor, and 19 is a DC power supply. In other words, in this circuit, the outputs Vn and Vi of the rotation speed detector 13 and the armature current detector 14 are input to the multiplier 15, the output Ve of the multiplier 15 is input to the gate signal generator 16, Current control circuit 1 by the output of 16
The current ip supplied from the external DC power supply 19 to the interpolation auxiliary winding 7 is adjusted by controlling the switching frequency, conduction rate, etc. of the switching elements in the interpolation auxiliary winding 7. Note that the smoothing reactor 18 is for reducing the pulsation rate of the current flowing through the commutator auxiliary winding 7.

上記の構成により、補極補助巻線7の電流ipは回転速
度と電機子電流の増大に応じて増加し、このため補極起
磁力が変化して、第2図(ロ)に示すように負荷軸は無
火花帯中心の0−P1線上に移動するようになる。この
結果、直流機は無火花整流で運転できることになる。
With the above configuration, the current ip in the copole auxiliary winding 7 increases in accordance with the increase in rotation speed and armature current, and therefore the copole magnetomotive force changes, as shown in Fig. 2 (b). The load axis will now move on the 0-P1 line centered on the no-spark zone. As a result, the DC machine can be operated with sparkless rectification.

ところで、一般に@流機においては、ブラシの入口側で
の火花の発生が問題となることは殆んどなく、火花の発
生といえばブラシの出口側だけが問題とされてきた。こ
のため上述のような従来の整流補償方式においても、ブ
ラシの出口側に着目して無火花整流の条件が定められて
いた。ところが最近、直流機の小型化傾向に伴ない、電
機子電圧が高(なるとか、回転速度が高(なるとか、あ
るいは磁気装荷が大になるなど、整流を困難にする要因
が増大しており、このためブラシの出口側だけでなく入
口側でも火花の発生が問題となってきている。しかしな
がら従来の整流補償方式では、上述のようにブラシの出
口側に着目して無火花整流の条件を定めているため、ブ
ラシの出口側の火花の発生は防止できても、入口側の火
花の発生は防止できないという欠点があった。
By the way, in general, in @flow machines, the generation of sparks on the inlet side of the brush is rarely a problem, and the generation of sparks has only been considered a problem on the outlet side of the brush. For this reason, even in the conventional rectification compensation system as described above, the conditions for non-sparking rectification are determined by focusing on the outlet side of the brush. Recently, however, with the trend toward downsizing of DC machines, factors that make rectification difficult have increased, such as higher armature voltages, higher rotational speeds, and larger magnetic loads. Therefore, the generation of sparks has become a problem not only on the outlet side of the brush but also on the inlet side.However, in the conventional rectification compensation method, as mentioned above, the conditions for spark-free commutation are determined by focusing on the outlet side of the brush. Therefore, although it is possible to prevent sparks from occurring on the outlet side of the brush, it is not possible to prevent sparks from occurring on the inlet side of the brush.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、上記した従来技術の欠点をなくし、ブ
ラシの出口側だけでなく、入口側でも火花の発生を防止
することのできる直流機の整流補償装置を提供するにあ
る。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a rectification compensator for a DC machine that eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art and can prevent sparks from occurring not only on the outlet side of the brush but also on the inlet side.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

上記目的を連成するため、本発明は、電機子及び整流子
を有する回転子と、界磁鉄心及び界磁巻線から成る正極
、補極鉄心、補極巻線及び補極補助巻線から成る補極並
びにブラシを有する固定子とを備え、前記電機子への電
力の授受を前記プラン及び榮流子を介して行5 iM流
機の整流補償装置において、前記補極補助巻線の電流を
、電機子電流の負荷軸が無火花帯の下限近傍にくるよう
に調整する調整手段を設けたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention comprises a rotor having an armature and a commutator, a positive pole including a field core and a field winding, a commutator core, a commutator winding, and a commutator auxiliary winding. In the rectification compensator of the 5 iM flow machine, the current of the commutating pole auxiliary winding is The present invention is characterized in that an adjustment means is provided for adjusting the load axis of the armature current to be near the lower limit of the no-spark zone.

補極補助巻線の電流を上記のように調整する理由は次の
とおりである。
The reason for adjusting the current in the interpolation auxiliary winding as described above is as follows.

第4図は、整流期間中に整流コイルに誘起されるリアク
タンス電圧の山積値er(直線整流の場合)と、補極が
作る整流補償用の補極磁束によって整流コイルに誘起さ
れる整流起電力ecの、形と大きさを示す。eelはブ
ラシ出口側の火花の有無で設定した無火花帯の上限(補
極起磁力を増加した場合)における整流起電力、e(2
は同じ無火花帯の下限(補極起磁力を減じた場合)にお
ける整流起電力である。Tlは整流開始側、T2は整流
終了側である。整流聞漏側T1に着目すると、無火花帯
の上限では過整流となり、整流起電力ec1がリアクタ
ンス電圧の山積値erより太き(なるので、ブラシ入口
側で火花が発生する。これに対し、無火花帯の下限では
不足整流となり、整流起電力ec2がリアクタンス電圧
の山積値efとほぼ一致するので、ブラシ入口側で火花
が発生することはない。
Figure 4 shows the pile value er of the reactance voltage induced in the rectifier coil during the rectification period (in the case of linear rectification) and the rectification electromotive force induced in the rectifier coil by the commutator magnetic flux for rectification compensation created by the commutator. Shows the shape and size of ec. eel is the rectified electromotive force at the upper limit of the spark-free zone (when the interpolation magnetomotive force is increased), which is set depending on the presence or absence of sparks on the brush outlet side, and e(2
is the rectified electromotive force at the lower limit of the same no-spark zone (when the interpolation magnetomotive force is reduced). Tl is the rectification start side, and T2 is the rectification end side. Focusing on the rectification leakage side T1, over-rectification occurs at the upper limit of the spark-free zone, and the rectified electromotive force ec1 is thicker than the reactance voltage peak value er, so sparks are generated on the brush inlet side.On the other hand, At the lower limit of the no-spark zone, there is insufficient rectification, and since the rectified electromotive force ec2 almost matches the pile value ef of the reactance voltage, no sparks are generated on the brush inlet side.

第5図はブラシ出口側を基準にして設定した無火花帯の
上限及び下限におけるブラシ入口側での火花の発生状況
を示す。SPlは電機子電流の負荷軸を無火花帯の上限
に設定した場合におけるブラシ入口側での火花号数を示
している(1号は無火花、2号以上は火花発生)。この
場合にはブラシ入口側で火花が常に発生しており、電機
子電流の増加と共にその号数が大きくなる傾向にある。
FIG. 5 shows the occurrence of sparks on the brush inlet side at the upper and lower limits of the spark-free zone set with the brush outlet side as a reference. SPl indicates the number of sparks on the brush inlet side when the load axis of the armature current is set at the upper limit of the no-spark zone (No. 1 means no spark, No. 2 or higher means sparks occur). In this case, sparks are always generated on the brush inlet side, and the number of sparks tends to increase as the armature current increases.

これに対し、SF3は電機子電流の負荷軸を無火花帯の
下限に設定した場合におけるブラシ入口側での火花号数
を示しており、この場合にはブラシ入口側での火花発生
はない。これは第4図で説明したように無火花帯の下限
では、整流起電力ec2とリアクタンス電圧の山積値e
rがほぼ一致していることに符合する。
On the other hand, SF3 indicates the number of sparks on the brush inlet side when the load axis of the armature current is set to the lower limit of the no-spark zone, and in this case, no sparks occur on the brush inlet side. As explained in Fig. 4, at the lower limit of the no-spark zone, this is the sum of the rectified electromotive force ec2 and the reactance voltage e.
This is consistent with the fact that r is almost the same.

以上の検討結果から、第6図に示すように、電機子電流
の負荷軸が、無火花帯の上限Aと下限Bの間で、しかも
下限B近傍の02−P2線上にくるように、補極起磁力
を調整するならば、ブラシの出口側のみならず入口側に
おいても火花の発生のない整流を行い得ることが理解で
きる。補極起磁力の調整は補極補助巻線の電流を調整す
ることにより行うことができる。
From the above study results, as shown in Fig. 6, compensation should be made so that the load axis of the armature current is between the upper limit A and lower limit B of the non-sparking zone, and on the 02-P2 line near the lower limit B. It can be seen that by adjusting the polar magnetomotive force, rectification without generating sparks can be performed not only on the outlet side of the brush but also on the inlet side. The copole magnetomotive force can be adjusted by adjusting the current in the copole auxiliary winding.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第7図は本発明の一実施例に係る直流機の整流補償装置
のブロック回路図である。同図において第3図に対応す
る部分には第3図と同一符号を付しである。新たに設け
たものは、符号20のパターン信号発生回路、21の動
作設定回路、22のアナログスイッチである。
FIG. 7 is a block circuit diagram of a rectification compensator for a DC machine according to an embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 3 are given the same reference numerals as in FIG. 3. Newly provided components are a pattern signal generation circuit 20, an operation setting circuit 21, and an analog switch 22.

パターン信号発生回路20の詳細は第813¥1に示す
。同図において、23a 、 23b・・・・・・はア
ナログスイッチ、 24a、24b・・・・・・はパタ
ーン発生器である。
Details of the pattern signal generation circuit 20 are shown in No. 813\1. In the figure, 23a, 23b, . . . are analog switches, and 24a, 24b, . . . are pattern generators.

パターン発生器24a 、 24b・・・・・・は回転
速度■。の大きさに応じてそれぞれ電機子電流Viに比
例した電圧■pのパターンを出力する。即ち、パターン
信号発生回路20は、回転速度検出器13の検出値Vn
によってアナログスイッチ23a 、 23b・・・・
・・のうちの1つを動作させてそれに応じたパターン発
生器24a 、 24b・・・・・・のうちの1つを選
択し、選択されたパターン発生器から電機子電流検出器
14の検出値Viに比例した電圧■pを出力する。
The pattern generators 24a, 24b, . . . have rotational speeds ■. A pattern of voltages p proportional to the armature current Vi is output depending on the magnitude of the voltage. That is, the pattern signal generation circuit 20 detects the detected value Vn of the rotational speed detector 13.
Analog switches 23a, 23b...
. . operate one of the pattern generators 24a, 24b, . Outputs a voltage p proportional to the value Vi.

動作設定回路21は、負荷が小さい場合(例えば電機子
電流が零のとき)もしくは停止している場合を検出して
アナログスイッチ22の接点を開く働きをする。
The operation setting circuit 21 functions to open the contacts of the analog switch 22 by detecting when the load is small (for example, when the armature current is zero) or when the load is stopped.

次にこの装置の動作を説明する。Next, the operation of this device will be explained.

まず、負荷が小さい場合又はN転子が停止している場合
には、火花の発生は問題とならないので、動作設定回路
21がそれを検出し、アナログスイッチ22を切ってゲ
ート信号発生器16への信号の入力をストップする、こ
のためゲート信号発生器16は動作せず、補極補助巻線
7には電流は流れない。
First, if the load is small or the N trochanter is stopped, spark generation is not a problem, so the operation setting circuit 21 detects it, turns off the analog switch 22, and sends the signal to the gate signal generator 16. Therefore, the gate signal generator 16 does not operate, and no current flows through the interpolation auxiliary winding 7.

補極補助巻線7の電流により補極起磁力の調整を行うの
は、回転子が回転していて、負荷がかかつている場合で
ある。パターン信号発生回路20は、回転速度の検出値
■nが入力されると、前述のようにしてそれに応じたパ
ターンで電機子電流検出値■nに対する電圧■pを出力
する。例えば回転速度が低い場合には第9図(イ)のよ
うなパターン出力となる。即ち回転速度が低い場合、パ
ターン信号発生回路20から■lの信号電圧が出力され
ると、補極補助巻線7の起磁力で電機子電流の負荷軸が
無火花帯の下限に設定されるものとすれば、パターン信
号発生回路20はそれより若干小さいパターンの電圧v
pを出力する。その結果ゲート信号発生器16及び電流
制御回路17はこのパターンに沿って補極補助巻線7の
電流を制御するので、電機子電流の負荷軸は第]0因(
イ)に示すように無火花帯の下限近傍である03−P3
線上に設定される。
The copole magnetomotive force is adjusted by the current in the copole auxiliary winding 7 when the rotor is rotating and a load is applied. When the detected value ■n of the rotational speed is input, the pattern signal generation circuit 20 outputs the voltage ■p for the detected armature current value ■n in a pattern corresponding thereto as described above. For example, when the rotational speed is low, the pattern output is as shown in FIG. 9(a). That is, when the rotation speed is low, when the signal voltage of ■l is output from the pattern signal generation circuit 20, the load axis of the armature current is set to the lower limit of the non-sparking zone by the magnetomotive force of the interpolation auxiliary winding 7. If so, the pattern signal generation circuit 20 generates a pattern voltage v that is slightly smaller than that.
Output p. As a result, the gate signal generator 16 and current control circuit 17 control the current in the interpolation auxiliary winding 7 according to this pattern, so the load axis of the armature current is the ]0th factor (
As shown in b), 03-P3 is near the lower limit of the no-spark zone.
Set on the line.

このためブラシの出口側だけでなく入口側でも火花の発
生のない整流を行うことができる。また、回転速度が高
い場合にはパターン信号発生回路20の出力は例えば第
9肉(ロ)のようなパターンとなる。
Therefore, spark-free rectification can be performed not only on the outlet side of the brush but also on the inlet side. Further, when the rotational speed is high, the output of the pattern signal generation circuit 20 becomes a pattern like the ninth meat (b), for example.

即ち回転速度が高い場合、パターン信号発生回路20か
らV2の信号電圧が出力されると、補極補助巻線7の起
磁力により電機子電流の負荷軸が無火花帯の下限に設定
されるものとすれは、パターン信号発生回路20はそれ
より若干小さいパターンの電圧Vpを出力する。その結
果補極補助巻線7の電流はこのパターンに沿って開側j
されるので、電機子電流の負荷軸は第10図(ロ)に示
すように無火花帯の下限近傍である04− P4線上に
設定され、ブラシ入口側でも火花の発生を防止できる。
That is, when the rotation speed is high, when the signal voltage of V2 is output from the pattern signal generation circuit 20, the load axis of the armature current is set to the lower limit of the non-sparking zone due to the magnetomotive force of the interpolation auxiliary winding 7. In this case, the pattern signal generation circuit 20 outputs a pattern voltage Vp that is slightly smaller than that. As a result, the current in the commutator auxiliary winding 7 flows along this pattern to the open side j
Therefore, the load axis of the armature current is set on the 04-P4 line, which is near the lower limit of the spark-free zone, as shown in FIG. 10(b), and sparks can be prevented from occurring even on the brush inlet side.

第11図は本発明の他の実施例を示すブロック回路図で
ある。同図において第3図に対応する部分には第3図と
同一符号を付しである。新たに設けたものは、符号21
の動作設定回路、22のアナログスイッチ、25の検出
ブラシ、26の絶縁アンプ、27の関数発生器、28の
加算器である。
FIG. 11 is a block circuit diagram showing another embodiment of the present invention. In this figure, parts corresponding to those in FIG. 3 are given the same reference numerals as in FIG. 3. The newly established one is code 21.
22 analog switches, 25 detection brushes, 26 isolation amplifiers, 27 function generators, and 28 adders.

動作設定回路21及びアナログスイッチ22は第7図の
実施例で説明したものと同じである。
The operation setting circuit 21 and analog switch 22 are the same as those described in the embodiment of FIG.

検出ブラシ25は、ブラシ12の出口側に設置され、ブ
ラシ12と同じ整流子110表面に摺接して、整流コイ
ルの接続された整流子片がブラシ12から離れるときの
ブラシ12に対する電圧vb(以下、ブラシ電圧という
。)を検出するものである。
The detection brush 25 is installed on the outlet side of the brush 12 and is in sliding contact with the same surface of the commutator 110 as the brush 12, and detects the voltage vb (hereinafter referred to as , brush voltage).

関数発生器27は、ブラシ電圧を火花発生限界電圧の±
3v以内に抑えてやれば無火花整流となるので、指令値
■sを正の2.5〜2.8V(無火花帯の下限近傍)に
設定し、第12図に示すように、検出したブラシ電圧V
bが、指令値■sの範囲内にあるときは出力を零とし、
指令値Vsより低いときはその大きさに比例した正の信
号電圧Vktを、高いときはその大きさに比例した負の
信号電圧Vk2を出力するものである。負の信号電圧V
k2は正の信号電圧Vktより傾きを大にしである。
The function generator 27 adjusts the brush voltage to ± the spark generation limit voltage.
If the voltage is suppressed to within 3V, sparkless rectification will occur, so the command value s is set to a positive 2.5 to 2.8V (near the lower limit of the no-spark zone), and as shown in Figure 12, the detected value is Brush voltage V
When b is within the range of the command value ■s, the output is zero,
When it is lower than the command value Vs, a positive signal voltage Vkt proportional to the magnitude thereof is outputted, and when it is higher than the command value Vs, a negative signal voltage Vk2 proportional to the magnitude is outputted. negative signal voltage V
k2 has a larger slope than the positive signal voltage Vkt.

加算器28は掛算器15の出力と関数発生器27の出力
を加算し、その結果をゲート信号発生器16へ入力する
ものである。
The adder 28 adds the output of the multiplier 15 and the output of the function generator 27, and inputs the result to the gate signal generator 16.

次にこの装置の動作を説明する。Next, the operation of this device will be explained.

いま、直流機は低い回転速度で回転していて負荷がかか
つているものとする。このため掛算器15には電機子電
流検出器14の検出値Viと回転速度検出器13の検出
値■nが入力される。しかし、掛算器15は低い回転速
度では動作しないように設定されているので、信号を出
力しない。一方、検出ブラシ25により検出したブラシ
電圧vbは絶縁アンプ26を介して関数発生器27に入
力されている。検出したブラシ電圧■bが指令値Vs(
+2.5〜2.8V)の範囲にあるときは負荷軸が無火
花帯の下限(+3V)近傍にあるのでそのままでよいが
、ブラシ電圧Vbが指令値Vsより小さい場合には、関
数発生器27は、第12図に示すようにその大きさに応
じた正の信号電圧Vk□を加算器28及びアナログスイ
ッチ22を通してゲート信号発生16へ入力するので、
これにより電流制御回路17がされる。この結果、低い
回転速度においても、補ル起磁力が変化し、第10図@
)に示すように、電機子電流の負荷軸が無火花帯の下限
近傍のo、−p3線上に移動する。したがって前述した
理由により、ブラシ入口側及び出口側での火花発生を防
止できる。また、直流機に負荷がかかつていない場合は
、動作設定回路21が動作してアナログスイッチ22の
接点を開くので、補極補助巻線7には電流が供給されな
い。
Assume that the DC machine is rotating at a low rotational speed and is under load. Therefore, the multiplier 15 receives the detected value Vi of the armature current detector 14 and the detected value ■n of the rotational speed detector 13. However, since the multiplier 15 is set not to operate at low rotational speeds, it does not output a signal. On the other hand, the brush voltage vb detected by the detection brush 25 is input to the function generator 27 via the insulation amplifier 26. The detected brush voltage ■b is the command value Vs (
+2.5 to 2.8V), the load axis is near the lower limit of the no-spark zone (+3V), so it can be left as is, but if the brush voltage Vb is smaller than the command value Vs, the function generator 27 inputs a positive signal voltage Vk□ corresponding to its magnitude to the gate signal generator 16 through the adder 28 and the analog switch 22, as shown in FIG.
This causes the current control circuit 17 to operate. As a result, the auxiliary magnetomotive force changes even at low rotational speeds, and Figure 10 @
), the load axis of the armature current moves to the o, -p3 line near the lower limit of the no-spark zone. Therefore, for the reasons mentioned above, it is possible to prevent sparks from occurring on the brush inlet and outlet sides. Furthermore, when no load is applied to the DC machine, the operation setting circuit 21 operates to open the contacts of the analog switch 22, so that no current is supplied to the interpolation auxiliary winding 7.

次に、直流機が高い回転速度で回転していて負荷がかか
つている場合について舵、明する。この場合は、掛算器
15が電機子電流の検出値Viと回転速度の検出値■n
を掛算した信号電圧veを出力するので、ゲート信号発
生器16及び電流制御回路17が動作して、補極補助巻
線7に電流が供給される。
Next, we will explain the case where the DC machine is rotating at a high rotational speed and is under load. In this case, the multiplier 15 combines the detected value Vi of the armature current and the detected value ■n of the rotational speed.
The gate signal generator 16 and current control circuit 17 operate, and current is supplied to the interpolation auxiliary winding 7.

この制御は従来と同じであるから、この結果は負荷軸を
第2図(ロ)に示すように無火花帯中心のO−P工線上
妊移動させる。本実施例ではこれに加えてさらに次のよ
うな制御が行われる。即ち、検出ブラシ25の検出電圧
Viが指令値■sより小さいと、関数発生器27は第1
2図に示すように正の信号電圧V k 1を出力する。
Since this control is the same as the conventional one, the result is that the load shaft is moved along the O-P line in the center of the non-sparking zone as shown in FIG. 2 (b). In this embodiment, in addition to this, the following control is performed. That is, when the detection voltage Vi of the detection brush 25 is smaller than the command value ■s, the function generator 27
As shown in FIG. 2, a positive signal voltage V k 1 is output.

この信号電圧Vkxは加算器28において掛算器15の
出力■eと加算され、加算された信号電圧V、がゲート
信号発生器16に入力されるので、補極補助巻線7に流
れる電流が増加する。この結果、負荷軸は第10図←)
に示すように無火花帯の下限近傍のO,−P4線上に移
動し、ブラシの出口側及び入口側における火花発生を防
止できる。なお、負荷がかかつていない場合は、動作設
定回路21が動作し、補極補助巻#J7には電流が供給
されない。
This signal voltage Vkx is added to the output e of the multiplier 15 in the adder 28, and the added signal voltage V is input to the gate signal generator 16, so the current flowing through the interpolation auxiliary winding 7 increases. do. As a result, the load axis is shown in Figure 10←)
As shown in FIG. 2, the current is moved to the O, -P4 line near the lower limit of the no-spark zone, and it is possible to prevent sparks from occurring on the outlet and inlet sides of the brush. Note that when there is no load, the operation setting circuit 21 operates and no current is supplied to the commutator auxiliary winding #J7.

ところで、直流機を運転していると、運転時間の経過等
によってブラシの皮膜生成状態が変化し、無火花帯の位
置が移動するために、無火花整流ができなくなることが
ある。このような現象に対しては本実5殉例は次のよう
に対処できる。即ち、ブラシの皮膜生成状態が変化して
無火花帯の位置が移動し、検出ブラシ25による検出電
圧Vbが正の2.8■以−ヒつまり火花発生領域になっ
た場合は、関数発生器27は、第12図に示すよ5にそ
の大きさに応じた負の信号電圧Vk2を発生する。しか
もこの負の信号電圧Vk2は正の信号電圧vk□よりも
ブラシ電圧■bに対する変化率が太き(なっているので
、ゲート信号発生器16に入力される信号電圧Voの減
少程度が太き(なる。このため補極補助巻線7の電流が
太き(減少し、負荷軸を無火花帯の下限近傍に自動的に
設定するようになる。
By the way, when a DC machine is operated, the state of film formation on the brush changes as the operating time passes, and the position of the non-spark zone moves, so that non-spark rectification may become impossible. Honjitsu 5 Martyrs can deal with such phenomena as follows. That is, when the state of film formation on the brush changes and the position of the spark-free zone moves, and the voltage Vb detected by the detection brush 25 becomes positive 2.8 mm or higher, that is, in the spark generation region, the function generator 27 generates a negative signal voltage Vk2 corresponding to the magnitude of 5 as shown in FIG. Moreover, this negative signal voltage Vk2 has a larger rate of change with respect to the brush voltage b than the positive signal voltage vk□, so the degree of decrease in the signal voltage Vo input to the gate signal generator 16 is larger. (As a result, the current in the commutator auxiliary winding 7 increases (decreases), and the load axis is automatically set near the lower limit of the no-spark zone.

このように本実施例によれば、無火花帯の位置が回転速
度あるいはブラシの皮膜生成状態によって変化しても、
常に負荷軸を無火花帯の下限近傍にくるように調整する
ので、ブラシの出口側のみならず入口側における火花発
生をも防止することができる。また、負荷軸を無火花帯
の下限近傍に位置させることは不足整流にすることでも
あるので、整流コイルの電機子反作用により主磁束が増
加し、弱め界磁時に生じる速度のしり上がり特性を防止
できるという利点もある。
According to this embodiment, even if the position of the sparkless zone changes depending on the rotational speed or the state of film formation on the brush,
Since the load axis is always adjusted to be near the lower limit of the spark-free zone, it is possible to prevent sparks from occurring not only on the outlet side of the brush but also on the inlet side. In addition, positioning the load axis near the lower limit of the no-spark zone also means under-commuting, so the main magnetic flux increases due to the armature reaction of the rectifier coil, and the speed rise characteristic that occurs during field weakening can be prevented. There is also an advantage.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発明によれば、電機子電流の負荷
軸が無火花帯の下限近傍に(るように補極補助巻線の電
流を調整するようにしたので、ブラシの出口側はもちろ
んのこと、入口側においても火花の発生を防止できると
いう効果がある。
As explained above, according to the present invention, the current in the commutator auxiliary winding is adjusted so that the load axis of the armature current is near the lower limit of the non-sparking zone. This has the effect of preventing sparks from occurring even on the inlet side.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は直流機の固定子及び回転子の一部を示す断面図
、第2図(イ)、(ロ)は無火花帯の移動に対する従来
の補償方法を示すグラフ、第3図は従来の直流機の整流
補償装置を示すブロック回路図、第4図は整流期間中に
おけるリアクタンス電圧の山積値と整流起電力の関係を
示すグラフ、第5図は無火花帯の上限及び下限における
ブラシ入口側での火花発生状況を示すグラフ、第6図は
無火花帯における電機子電流の負荷軸の好ましい設定位
置を示すグラフ、第7図は本発明の一実施例に係る直流
機の整流補償装置を示すブロック回路図、第8図は同装
置におけるパターン信号発生回路の具体例を示すブロッ
ク回路図、第9図(イ)、(ロ)は同パターン信号発生
回路の出力の例を示すグラフ、第10図(イ)、(すは
同出力により設定された電機子電流の負荷軸の位置を示
すグラフ、第11図は本発明の他の実施例に係る装置を
示すブロック回路図、第12図は同装置における関数発
生器の出力の一例を示すグラフである。 3・・・・・・界磁巻線、4・・・・・・補償巻線、6
・・・・・・補極巻線、7・・・・・・補極補助巻線、
10・・・・・・電機子巻線、11・・・・・・整流子
、12・・・・・・ブラシ、13・・・・・・回転速度
検出器、14・・・・・・電機子電流検出器、15・・
・・・・掛算器、16・・・・・・ゲート信号発生器、
17・・・・・・電流制御回路、20・・・・・・パタ
ーン信号発生回路、21・・・・・・動作設定回路、2
2・・・・・・アナログスイッチ、25・・・・・・検
出ブラシ、26・・・・・・関数発生器、28・・・・
・・加算器。 338− 第 3 口 第 4 口 第 5 目 第 6 凹 第  7  日 第 8 」 臀 第 9 囚 第 10  Ill
Figure 1 is a sectional view showing part of the stator and rotor of a DC machine, Figures 2 (a) and (b) are graphs showing the conventional compensation method for movement of the no-spark zone, and Figure 3 is the conventional compensation method. Figure 4 is a graph showing the relationship between the reactance voltage pile up value and the rectified electromotive force during the rectification period, and Figure 5 shows the brush inlet at the upper and lower limits of the non-sparking zone. 6 is a graph showing the preferred setting position of the armature current load axis in the non-sparking zone. FIG. 7 is a rectification compensator for a DC machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 8 is a block circuit diagram showing a specific example of the pattern signal generation circuit in the same device, FIGS. 9 (a) and (b) are graphs showing examples of the output of the pattern signal generation circuit, Fig. 10(A) and (A) are graphs showing the position of the load axis of the armature current set by the same output, Fig. 11 is a block circuit diagram showing a device according to another embodiment of the present invention, and Fig. 12 The figure is a graph showing an example of the output of the function generator in the same device. 3...Field winding, 4...Compensation winding, 6
・・・・・・Commuting pole winding, 7・・・・・・Commuting pole auxiliary winding,
10... Armature winding, 11... Commutator, 12... Brush, 13... Rotation speed detector, 14... Armature current detector, 15...
...Multiplier, 16...Gate signal generator,
17... Current control circuit, 20... Pattern signal generation circuit, 21... Operation setting circuit, 2
2...Analog switch, 25...Detection brush, 26...Function generator, 28...
...Adder. 338- 3rd mouth 4th mouth 5th eye 6th hole 7th day 8th buttocks 9th prisoner 10th Ill

Claims (1)

【特許請求の範囲】 ■、 電機子及び整流子を有する回転子と、界W+’鉄
心及び界磁巻線から成る′E極、補極鉄心、補極巻線及
びこの補極%線とは差動的に巻装された補極補助巻線か
ら軟る補極並びにブラシを有する固定子とを備え、前記
電機子への電力の授受を前記ブラシ及び橢流子を介して
行うものにおいて、前記補極補助巻線の電流を、電機子
電流の負荷軸が無火花帯の下限近傍にくるように、調整
する調整手段を設けたことを特徴とする直流機の整流補
償装置。 2、特許請求の範囲第1頓において、前記調整手段は、
回転速度の検出値に応じて予め設定したパターンを選択
し、電機子電流の朽1出値に比例した出力信号を発生す
るパターン信号発生的]路を有し、このパターン信号発
生回路の出力信号に基づいて前記補極補助巻線の電流を
調整するようにしたことを特徴とする直流機の整流補償
装置。 3、特許請求の範囲第1項において、前記調整手段は、
回転速度検出手段、電機子電流検出手段及び整流状態検
出手段を有し、それらの検出値に応じて前記補極補助巻
線の電流を調整するようにしたことを特徴とする直流機
の整流補償装置。 4、特許請求の範囲第3項において、前記整流状態検出
手段は、前記ブラシの出口側近傍に設けられたブラシー
整流子片間の電圧を検出する検出ブラシを有することを
特徴とする直流機の整流補償装置。 5、特許請求の範囲第3項において、前記整流状態検出
手段は、前記ブラシの出口側におけるブラシー整流子片
間電圧を検出する検出ブラシと、その検出電圧が指令値
以下のときは正、以上のときは負の電圧を出力する関数
発生器とを有し、前記調整手段は、前記回転速度検出手
段の出力と電機子電流検出手段の出力の積を求める掛算
器と、この掛算器の出力と前記関数発生器の出力の和を
求める加算器とを有し、この加算器の出力に応じて前記
補極補助巻線の電流を調整するようにしたこを特徴とす
る直流機の整流補償装置。
[Claims] ■. A rotor having an armature and a commutator, a field W+'E pole consisting of an iron core and a field winding, a commutator core, a commutator winding, and the commutator % wire. A stator comprising a copole that softens from a differentially wound copole auxiliary winding and a brush, and transmitting and receiving power to and from the armature via the brush and the strainer, A rectification compensator for a DC machine, characterized in that an adjustment means is provided for adjusting the current in the commutating auxiliary winding so that the load axis of the armature current is near the lower limit of the no-spark zone. 2. In the first claim, the adjusting means comprises:
The output signal of the pattern signal generation circuit has a pattern signal generation circuit that selects a preset pattern according to the detected rotational speed value and generates an output signal proportional to the output value of the armature current. A rectification compensation device for a DC machine, characterized in that the current in the interpolation auxiliary winding is adjusted based on. 3. In claim 1, the adjustment means:
Rectification compensation for a DC machine, characterized in that it has a rotational speed detection means, an armature current detection means, and a rectification state detection means, and the current of the commutating pole auxiliary winding is adjusted according to the detected values thereof. Device. 4. The DC machine according to claim 3, wherein the rectification state detection means includes a detection brush that detects a voltage between brush commutator pieces provided near the outlet side of the brush. Rectification compensator. 5. In claim 3, the rectification state detection means includes a detection brush that detects the voltage between the brush commutator pieces on the outlet side of the brush, and a detection brush that detects the voltage between the brush commutator pieces on the outlet side of the brush, and a positive voltage when the detected voltage is less than or equal to a command value; and a function generator that outputs a negative voltage when and an adder for calculating the sum of the outputs of the function generator, and the current in the commutating auxiliary winding is adjusted according to the output of the adder. Device.
JP4601383A 1983-03-22 1983-03-22 Rectification compensating device of dc electric machine Pending JPS59172963A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4601383A JPS59172963A (en) 1983-03-22 1983-03-22 Rectification compensating device of dc electric machine

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP4601383A JPS59172963A (en) 1983-03-22 1983-03-22 Rectification compensating device of dc electric machine

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS59172963A true JPS59172963A (en) 1984-09-29

Family

ID=12735169

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP4601383A Pending JPS59172963A (en) 1983-03-22 1983-03-22 Rectification compensating device of dc electric machine

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59172963A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102237759A (en) * 2010-04-28 2011-11-09 西门子公司 Electric machine

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102237759A (en) * 2010-04-28 2011-11-09 西门子公司 Electric machine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6909262B2 (en) Control system for regulating exciter power for a brushless synchronous generator
JPS5920275B2 (en) Electric motor control device
JPS59172963A (en) Rectification compensating device of dc electric machine
Kaimoto et al. Performance improvement of current source inverter-fed induction motor drives
JPH0345622B2 (en)
JPH0552152B2 (en)
JPS60167697A (en) Commutation compensator of dc machine
JPH0519386B2 (en)
JPS59194653A (en) Rectification compensator of dc electric machine
JPS60106353A (en) Commutation compensating device of dc electric machine
JPS6026494A (en) Rectification compensator of dc electric machine
JP2529187B2 (en) Rectifier compensator for DC machines
KR900000765B1 (en) Controller of ac motor
JPS59175366A (en) Rectification compensator of dc electric machine
JP3302854B2 (en) Induction motor control device
JPS61207189A (en) Rectification compensator of dc machine
JPS59204457A (en) Rectification compensator of dc electric machine
JPS6271463A (en) Dc machine
JPS60148396A (en) Dc electric machine
JPS5915265B2 (en) dc machine
JPS61254098A (en) Controller for induction motor
JPS60156296A (en) Commutation compensator of dc machine
JPS6166587A (en) Rectification compensator of dc machine
JPS5915266B2 (en) DC device
JPS5837796B2 (en) Transient rectification spark prevention device for DC machines